电气控制系统设计及实例
plc电气控制课程设计
plc电气控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC电气控制的基本原理，掌握PLC的工作流程和编程方法。
2. 学生能掌握PLC电气控制系统的硬件组成，包括输入/输出模块、中央处理单元等。
3. 学生能了解常见的PLC指令，并运用这些指令进行简单的电气控制程序编写。
技能目标：1. 学生能运用PLC编程软件进行电气控制程序的编写和调试。
2. 学生能分析实际电气控制问题，设计并实现基于PLC的电气控制系统。
3. 学生能通过团队协作，完成PLC电气控制项目的实施和优化。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对PLC电气控制技术的兴趣，提高对工程技术专业的认识和认同。
2. 学生培养工程思维，注重实践与创新，形成解决问题的能力和自信。
3. 学生在学习过程中，注重团队协作，培养沟通与合作的职业素养。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课程，结合理论教学与实际操作，培养学生对PLC电气控制技术的应用能力。
学生特点：学生具备一定的电气基础和编程能力，对新技术充满好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，鼓励学生参与实际项目，提高学生的综合应用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. PLC基本原理：介绍PLC的工作原理、性能指标、应用领域等，对应教材第1章。
2. PLC硬件组成：讲解输入/输出模块、中央处理单元、电源模块等硬件部分的构成和功能，对应教材第2章。
3. PLC编程语言与指令：学习PLC的编程语言，如梯形图、指令表等，介绍常用指令及其应用，对应教材第3章。
4. PLC程序设计与调试：通过实际案例，教授PLC程序设计的方法和步骤，学习使用编程软件进行程序编写、调试与优化，对应教材第4章。
5. PLC电气控制应用实例：分析实际电气控制问题，设计并实现基于PLC的电气控制系统，结合教材第5章及实际案例。
《电气设计实例》课件
2 电气元件
了解不同类型的电气元件及其功能。
4 电气图纸
掌握读取和绘制电气图纸的技巧。
三、电气控制原理
1
PLC控制
学习程序可控逻辑控制的基本原理和应用。
2
DCS控制
了解分散控制系统的工作原理和特点。
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单片机控制
掌握使用单片机进行控制的方法。
四、电气系统设计
电气系统方案设计
规划和设计电气系统的整体架构和方案。
电气系统绘图
使用标准符号绘制电气系统图纸。
设备选择
选择适合项目的电气设备。
设计计算
进行电气系统设计所需的计算和分析。
五、电气施工与调试
1 施工图纸解读
学习如何理解和阅读施工图纸。
3 调试方法
讲解电气系统的调试方法和技巧。
2 施工准备工作
准备工作，如布线和安装设备。
4 故障排除
解决电气系统中的故障和问题。
六、电气安全与应用
电气安全
了解在电气工作中的安全措施和注意事项。
经典案例
介绍一些具有代表性的电气系统设计案例。
电气系统的应用
探索电气系统在不同领域的应用。
未来展望
展望电气设计的未来发展趋势和方向。
七、总结
1 课程总结
回顾课程内容和学习成果。
3 学习建议
提供学习电气设计的建议和指导。
《电气设计实例》PPT课 件
这个PPT课件是关于电气设计的实例，包括电气设计的基础、控制原理、系统 设计、施工与调试、安全与应用等内容。
一、简介
课程概述
了解课程内容和范围。
课程目标
明确学习目标和期望结果。
数控机床电气控制电路设计实例
电压继电器的输入量是电路电压的大小，它根据输入电压的大 小而动作。与电流继电器类似，电压继电器也分为欠电压继电器和 过电压继电器两种。
四、时间继电器 时间继电器在控制电路中用于时间的控制。
按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等； 按延时方式可分为通电延时型和断电延时型。
而且要求刀具由一点到另一点之间的运动轨迹为一条直线，并能控 制位移的速度。 （3）轮廓控制系统
也称连续控制系统。其特点是能够同时对两个或两个以上的坐 标轴进行连续控制。
2. 按伺服系统控制方式分类 （1）开环伺服系统
数控装置根据信息载体上的指令信号，经控制运算发出指令脉
冲，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮、滚珠丝杠 螺母副，使执行机构(如工作台)移动或转动。 （2）闭环伺服系统
4. 按功能水平分类 （1）经济型数控系统(又称简易数控系统) 这一类型的数控系统一般为开环控制，采用的CPU为单板机或单片 机，用数码管显示或单色小液晶显示或CRT字符显示。 （2）普及型数控系统(又称全功能数控系统) 这类系统一般为半闭环控制，采用16位或32位CPU，9 in(228 6mm)单色显示器（1 in=25 4mm）。 （3）高性能数控系统 这类系统一般为全闭环控制，采用的微型计算机为32位以上的CPU， 显示器为彩色CRT或TFT液晶显示器．内存大于150 KB。
从第一台数控机床问世到现在的50多年中，数控技术的发展非 常迅速，集计算机技术、现代控制技术、微电子技术、传感检测技 术、信息处理技术、网络通信技术、液压气动技术、光电子技术以 及传统的机械制造技术为一体，得到了广泛的应用，在数控机床是 关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业， 其水平高低和拥有量多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志， 在国防建设上亦具有重要的战略意义。
电气自动化控制系统及设计
电气自动化控制系统及设计摘要：随着现代科技的不断发展，电气工程的组成部分越来越繁杂，高新技术在生产、科研和生活中的应用如：计算机网络系统，高科技通讯系统等的推广应用，使电气工程所占的位置越来越重要。
关键词：电气自动化水电站设计应用中图分类号：tm76 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）06-0170-010引言工程建设的关键环节是工程设计工作，它是工程建设的灵魂，在工程建设中起主导作用。
设计工作对项目的工期、工程质量、施工安全、竣工后的安全运行起着决定性作用。
嵌入式控制系统的发展和现场总线技术的应用，对从事电气、自动化工程技术工作者提出了更高的要求。
不但要对传统专业电气知识掌握纯熟，还要掌握学习不断发展的自动化网络知识，对计算机软件运用娴熟。
随着互联网信息时代的到来，供应商、项目工程设计工作者或企业管理的所有电气设备可通过互联网实现远程技术支持和调试。
1电气自动化设计思想基础和特点根据传统方法设计方式，电气设备的控制系统、计量和运行主要是由分立的机械部件通过物理方式来完成，相互之间通过复杂的运行可以达到用户要求的配电设置。
电气自动化控制系统是由计算机，通过软硬件组态对电气执行控制和管理的过程。
上述两类设备是由不同的供应商提供，界限分明。
两类设备要由工程项目的设计人员通过现场要求和统一控制管理划定互联的明显界面，相互协调。
用电的高、中、低压变电、配电系统，要依据电气设备的用电负荷标准和设备的分布情况进行设计。
然后根据供电方条件、需求和电气设备的需求和特性进行变电、配电系统的进一步计量、控制的设计。
根据电气控制要求，以及自动化控制系统的需求，对配电系统进行最后的用电设备就地控制设备的设计。
2电气自动化控制系统的设计2.1集中监控方式这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。
但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。
电气及控制系统课程设计
电气及控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电气及控制系统的基本原理和组成，理解各部分功能及其相互关系。
2. 使学生了解常见电气设备的工作原理，如电机、传感器、执行器等。
3. 让学生掌握基本的控制算法，如PID控制，并了解其在实际系统中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用电气及控制理论知识分析实际问题的能力。
2. 提高学生设计简单的电气及控制系统的能力，包括电路图绘制、参数计算等。
3. 培养学生运用相关软件（如CAD、MATLAB等）进行电气及控制系统仿真和调试的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电气及控制系统的学习兴趣，培养其探究精神和创新意识。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会与他人共同解决问题。
3. 增强学生对我国电气及控制技术发展的了解，提高民族自豪感和使命感。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点：学生已具备一定的电气及控制基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的综合运用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 电气及控制系统基本原理：包括电路基础、电机原理、传感器与执行器等，参考教材第二章内容。
2. 常见电气设备及其控制：分析各类电机、传感器和执行器的控制方法，结合教材第三章实例进行讲解。
3. 控制算法及应用：介绍PID控制算法及其在电气控制系统中的应用，结合教材第四章进行教学。
4. 电气及控制系统设计：讲解电气控制系统设计流程、电路图绘制和参数计算，参考教材第五章内容。
5. 仿真与调试：教授学生使用CAD、MATLAB等软件进行电气及控制系统仿真和调试，结合教材第六章实例进行操作演示。
教学大纲安排：第一周：电气及控制系统基本原理第二周：常见电气设备及其控制第三周：控制算法及应用第四周：电气及控制系统设计第五周：仿真与调试教学内容进度：第一周：完成第二章内容学习第二周：完成第三章内容学习第三周：完成第四章内容学习第四周：完成第五章内容学习，并进行课堂实践第五周：完成第六章内容学习，进行仿真与调试操作练习教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节和实际案例，使学生能够逐步掌握电气及控制系统的相关知识。
PLC应用系统设计及实例- 自动化学院
第7章 PLC应用系统设计及实例本章要点● PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法●应用举例● PLC的装配、检测和维护7.1 应用系统设计概述在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC的设计，PLC的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC设计的基本原则是：1. 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。
2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。
3. 保证控制系统安全可靠。
4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。
5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。
7.2 PLC应用系统的设计7.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤1. PLC控制系统的设计内容（1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。
（2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。
（3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。
（4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。
（5）编写程序并调试。
（6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。
（7）编写设计说明书和使用说明书。
2. 设计步骤（1）工艺分析深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。
（2）选择合适的PLC类型在选择PLC机型时，主要考虑下面几点：1功能的选择。
对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。
2I/O点数的确定。
统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。
电气控制电路设计基础和CA
高效性
CA软件能够快速进行电路 设计和分析，缩短设计周 期。
精确性
通过模拟和优化，能够精 确预测电路性能，减少实 验次数和成本。
可扩展性
CA软件支持多种设计工具 和库，方便进行复杂电路 设计和分析。
CA在电气控制电路设计中的实现方法
选择合适的CA软件
根据设计需求选择适合的CA软 件，如AutoCAD、Eagle等。
未来电气控制电路设计将与信息技术、通 信技术、物联网等领域深度融合，形成更 广泛的交叉应用和创新。
CA在电气控制电路设计中的挑战与机遇
挑战
随着技术的不断发展，电气控制电路设计越来越复杂，对CA的要求也越来越高，需要克服技术难度大、成本高、 人才短缺等挑战。
机遇
CA在电气控制电路设计中具有广泛的应用前景，能够提高设计效率、降低成本、优化性能，为产业发展带来巨 大的机遇。同时，CA技术的发展也将推动相关产业的创新和发展。
电路仿真与分析
利用CA软件进行电路性能仿真 和分析，确保电路设计的正确 性。
电路原理图设计
使用CA软件进行电路原理图设 计和绘制。
优化与改进
根据仿真结果对电路进行优化 和改进，提高电路性能和可靠
性。
03 电气控制电路设计实例
电机控制电路设计
电机启动控制电路
通过控制接触器或继电器，实现对电机启动 和停止的控制。
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感谢您的观看
常用电气元件的符号
如开关用“S”，接触器用“KM”，继电器用“K”，传感器用 “SEN”等。
电路设计与分析方法
电路设计
根据实际需求，选择合适的电气元件，按照一定的逻辑关系进行 连接，实现所需的功能。
电路分析
--机械设备电气控制系统的设计实例上课讲义
图8-2-9
【作业】
1.作一个双重联锁正反转点动控制线路图。
2.作两台三相交流异步电动机的顺序控制线路，要求其中一台电动机 M1起
动后另一台电动机M2才能起动，M1如果停止，则M2一定停止。
3.作两台三相交流异步电动机的顺序控制线路，要求电动机M1和M2可 以分
别起动，但M2停止后M1才能停止。
图8-2-7
对于电感较大的电器线圈，例如电磁阀、电磁铁或直流电 机励磁线圈等则不宜与相同电压等级的接触器或中间继电器 直接并联工作，否则在接通或断开电源时会造成后者的误动作。
（2）合理安排电器元件及触点位置对一个串联回路，各电器元 件或触点位置互换，并不影响其工作原理，但从实际连线上却 影响到安全、节省导线等各方面的问题。如图所示两种接法， 两者工作原理相同，但是采用图8-2-8（a）接法既不安全而且 浪费导线。因为限位开关SQ的常开、常闭触点断开时，由于电 弧可能造成电源短路，很不安全，而且采用这种接法电气箱到 现场要引出四种线，很不合理，图8-2-8（b）所示的接法较合 理。
8.按下按钮SB，电动机M正转，松开该按钮，电动机M反转， 过1分钟后电动机M自动停止。试画出其控制电路。
至此，龙门刨床横梁升降的电气控制线路设计完成， 电气原理图如图8-2-4所示。
图8-2-4
(4)对电气原理图进行校核
设计完成后，必须认真进行校核，看其是否满足生产工艺 要求，电路是否合理，有无需要进一步简化之处，是否存在寄 生电路，电路工作是否安全可靠等。
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第9章 电气控制系统设计及实例
9.3 PLC 控制系统设计实例 9.3.1 异步电动机Y-Δ启动 1.课题描述 1） Y-Δ转换启动的作用 2）电动机Y-Δ启动控制原理 2.选定设计方案 3.地址分配 4.程序设计
第9章 电气控制系统设计及实例
9.3.2 机械手PLC控制系统设计 1.课题描述 2.控制要求 1）手动操作 2）自动操作 3.选定方案 4.地址分配 5.程序设计 1）手动控制程序 2）自动控制程序
本章主要介绍PLC控制系统设计的内容、方法和一般 步骤，并结合西门子公司的S7-200 CPU 22X系列PLC 进行具体举例说明。
第9章 电气控制系统设计及实例
9.1 电气控制系统设计
电气控制系统设计的基本内容是根据电气控制要求设计和编制出设备 电气控制系统制造、使用和维护中所有的图纸和资料。
9.1.1 电气控制系统设计的基本原则
9.2 PLC控制系统设计
PLC控制系统的设计有着传统电气控制系统设计的LC控制系统的设计
又有着与传统电气控制设计不同的特点。
9.2.1 PLC控制系统设计的基本内容 PLC控制系统是由PLC与输入、输出设备相互连接组成的。 所以PLC控制系统设计的基本内容包括如下几点： 1.硬件系统设计
电气控制系统设计的基本原则有一下几点： （1） 最大限度地满足生产工艺对控制电气系统的要求，保证能准确、可 靠的按照工艺流程进行。 （2）机械设计与电气设计应相互配合。按照工艺流程完成机械和电气的 配合，使得机械结构更加简单可靠，节约制造成本。 （3）设计方案合理，在满足控制要求的前提下力求简单、经济、便于操 作和维修。
第9章 电气控制系统设计及实例
9.1.2 电气控制系统设计的一般步骤
1.拟定设计任务书。 2.确定电力拖动方案。 3.拖动电机的选择。 4.制定控制方案。 5.设计电气原理图。 6.合理选用元器件并编制元器件明细表。 7.设计电气施工图纸。 8.编写设计说明书和使用说明书。
第9章 电气控制系统设计及实例
1）PLC的选择 2）选择I/O设备及输出控制设备 3）设计控制柜或控制台 2.软件设计 1）设计控制程序 2）编制系统技术文件
第9章 电气控制系统设计及实例
9.2.2 PLC控制系统设计的基本原则
控制系统可通过很多种方法都可以满足被控对象的工艺 要求，为了提高产品的质量和工作效率，设计PLC控制系统 时要遵循以下原则：
（1）最大限度满足被控对象的控制要求。 （2）在满足控制要求的前提下，尽量使控制系统简单、 经济、实用、安全和维修方便。 （3）在设计时应考虑到以后被控对象的扩容，在选择 PLC的型号、I/O点数、存储器容量时，应留有余量，以便 于系统的调整和扩充。
第9章 电气控制系统设计及实例
9.2.3 PLC系统设计的一般步骤 在设计PLC控制系统时，一般按如下步骤进行： 1. 方案确定 2. I/O确定 3. PLC选择 4. PLC的I/O端子分配 5.程序设计 6.程序模拟调试 7.系统整体调试 8.编制技术文件 9.交付使用
第9章 电气控制系统设计及实例
❖教学重点 掌握PLC应用系统设计的具体方法，了解PID控制 功能的应用，了解PLC的CPU与计算机设备的通信， 了解S7-200系列PLC自由口通信。
❖教学难点 具备PLC应用系统设计的能力，可以编写小型控制 系统程序；能够实现PLC与计算机设备的通信。
第9章 电气控制系统设计及实例